Zigbee: qué es y cómo funciona el estándar wireless para domótica
En esta guía queremos hablarte de Zigbee y explicarte lo sencillo que es transformar tu hogar tradicional en un hogar inteligente más funcional, interconectado y con un mantenimiento más rentable gracias a las innovaciones tecnológicas.
Comencemos con esta pregunta: ¿ya has oído hablar de Zigbee? ¿Sabes lo que es? ¿Has buscado información al respecto? Anticipamos de antemano que nos encontramos en el mundo de la domótica del IoT (Internet of Things) y del smart home, en el que es posible conectar diferentes dispositivos para que funcionen simultáneamente y, en ocasiones, de forma complementaria. Esto significa que, con el estándar de comunicación wireless (inalámbrico) ZigBee, como con otros y con el nuevo protocolo Matter, es posible automatizar el hogar, negocios e incluso algunas actividades en el campo médico.
Con respecto al ámbito doméstico, con este estándar podrás hacer que tu hogar sea inteligente (smart home) y controlar y gestionar la calefacción y el aire acondicionado, alarmas, luces y bombillas, enchufes, interruptores y mucho más directamente desde tu smartphone, tablet o PC.
Protocolo Zigbee: qué es
Zigbee es un protocolo de comunicación inalámbrica utilizado en el campo del IoT, en el que Internet se extiende al mundo de los objetos reales, dotándolos de un papel activo en nuestras vidas. Zigbee Alliance ha diseñado este estándar para configurar una red inteligente, económica y autogestionable con el fin de crear sistemas de automatización en los ámbitos doméstico, empresarial, industrial y médico, basándose en la domótica.
De hecho, con la tecnología Zigbee se crean redes Wireless Personal Area Network (WPAN), es decir, redes personales formadas por dispositivos inteligentes y multifunción dentro de las cuales existen sensores y actuadores que traducen los estímulos externos en datos.
Utiliza pequeñas antenas de baja frecuencia y de bajo consumo para enrutar comunicaciones a corto alcance y ofrecer un alto grado de interoperabilidad, lo que la hace versátil y adaptable a los contextos dentro de los que se inserta, aunque muy diferentes entre sí, por tipo y amplitud.
Zigbee: datos técnicos
Estos son algunos datos técnicos sobre la tecnología Zigbee:
- Estándar IEEE 802.15.4;
- Banda de 2,4 GHz;
- cobertura: de 10 a 100 metros (dependiendo de la potencia de la red);
- velocidad 250 kb/s;
- tipo de red de malla/mesh WiFi;
- Bajo consumo energético.
Cómo funciona Zigbee
La red creada por el conjunto de dispositivos Zigbee conectados entre sí imita el patrón de comportamiento de una colmena (de la que también deriva el nombre de la tecnología).
De hecho, la comunidad (el sistema) está liderada por una sola reina (el coordinador), y está compuesta por unas pocas abejas macho (router) y miles de abejas obreras (dispositivo final o End Device), mientras que la información sigue un camino en zigzag para llegar al receptor de la manera más eficiente posible.
De ello se deduce que la red Zigbee está formada por tres tipos diferentes de nodos (es decir, dispositivos):
- ZigBee Coordinator (ZC): solo hay un nodo que puede actuar como coordinador. Debe activarse el primero y funciona como intermediario entre los otros nodos, siendo responsable de la formación de la red y su seguridad, a menudo es el gateway hub (es decir, el puente) a Internet;
- ZigBee Router (ZR): puede haber más de uno. Permite ampliar la cobertura de la red y el intercambio de datos entre los diferentes dispositivos, encontrando el mejor camino. Puede realizar todas las funciones del nodo coordinador, excepto la de formación de la red;
- ZigBee End Device (ZED): son dispositivos simples, envían y reciben información, pero no pueden realizar otras funciones en la red. Cada End Device se puede conectar a un router o al coordinador. Por lo general, están equipados con una batería y consumen energía solo durante la transmisión de datos.
Tipos de red Zigbee
Sobre la base de la distinción de estos dispositivos (o nodos), se pueden identificar tres tipos de red diferentes que combinan el coordinador, el router y el end device de diversos modos:
- Red estrella: formada por el coordinador ZigBee y dispositivos del tipo end device que se comunican directamente con el coordinador;
- Red árbol: en algunos puntos de la red puede haber routers ZigBee y los end device se pueden conectar tanto al coordinador como a los routers;
- Red mesh: más adecuada para redes de grandes dimensiones. Están presentes coordinadores, router y end device que pueden comunicarse P2P (peer-to-peer).
Zigbee Hub (o Gateway)
Habrás oído hablar sobre hub y, si deseas crear un hogar inteligente, tendrás que lidiar con esta tecnología. No te asustes si eres principiante: el concepto es muy simple y bastante similar al Wi-Fi que probablemente estés usando en este momento.
El hub Zigbee para el smart home sirve para reunir todos tus dispositivos en una misma red y así gestionarlos de forma centralizada gracias a la conexión.
En otras palabras, el hub Zigbee es un puente, es decir, ese elemento que permite conectar la red Zigbee a internet para hacer posible el control de los dispositivos a través de aplicación móvil (es decir, desde el smartphone).
El concentrador de puerta de enlace Zigbee es, por lo tanto, necesario siempre que desees administrar tus dispositivos equipados con el mismo estándar de comunicación (en este caso, Zigbee) incluso si no te encuentras en casa.
Zigbee Smart Home Hub integrado
Estos son algunos hub para tu smart home con zigbee integrado:
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Tipos de hub Zigbee
Estos son los tipos de concentradores de puerta de enlace Zigbee para elegir según las propias necesidades:
- hubs específicos: solo realizan la función de gateway (puerta de enlace) y son compatibles con dispositivos de diferentes marcas;
- hubs multiuso: también se utilizan para otras funciones (como, por ejemplo, escuchar música) y, por tanto, no solo para la domótica;
- sistemas de seguridad: se utilizan exclusivamente para alarmas, cámaras de vigilancia y sistemas de seguridad;
- puentes o bridge pensados para redes compuestas por productos de una misma marca.
Aplicaciones de tecnología Zigbee: domótica y más
La tecnología Zigbee está sujeta a aplicaciones realmente muy diferentes en el campo de la domótica y la automatización de edificios, tanto en interiores como en exteriores.
En cuanto a ambientes interiores (domésticos y no), Zigbee permite monitorizar y/o gestionar de forma remota, por ejemplo:
- encender y apagar las luces;
- ajustar el color y la intensidad de la iluminación;
- electrodomésticos inteligentes, televisores, dispositivo digital terrestre y otros dispositivos electrónicos;
- sistemas de alarma y antirrobos inalámbricos;
- encender y apagar el aire acondicionado y la calefacción;
- abrir y cerrar persianas;
- acceso a la empresa u oficina a través de badges o sistemas biométricos;
- servicios de teleasistencia;
- los parámetros vitales de los pacientes.
Con respecto a los espacios al aire libre (domésticos y no), Zigbee te permite monitorear y/o administrar de forma remota, por ejemplo:
- sistemas de riego;
- la apertura de puertas y garajes;
- parámetros ambientales como la humedad, la temperatura y la contaminación;
- el pago de peajes.
Zigbee domótica: ventajas y desventajas
Con el nacimiento de la red Zigbee fue posible introducir una forma de domótica realmente efectiva aunque por un precio bajo, por tanto, al alcance de todos. Veamos las principales ventajas y desventajas de esta tecnología.
Principales ventajas de la red Zigbee:
- fácil de instalar;
- sistema económico y abierto (por lo tanto, libre de gastos adicionales);
- funciona con dispositivos de diferentes marcas, aunque todos deben usar el protocolo Zigbee;
- muy bajo consumo de energía y, precisamente por su particular estructura, puede funcionar durante años gracias a la batería integrada en los nodos individuales, que se encuentra en los dispositivos conectados (esto es posible porque minimiza el tiempo de actividad y algunos nodos consumen energía solo cuando se activan, mientras que otros nodos estarán siempre activos);
- cada dispositivo utiliza el mismo estándar de comunicación, que garantiza la compatibilidad con versiones anteriores y posteriores de Zigbee;
- es escalable en el sentido de que dentro de la red Zigbee se puede introducir o eliminar un nuevo dispositivo en cualquier momento.
Principales desventajas de la red Zigbee:
- es necesario comprar un hub para administrar la red de forma remota o se necesita de dispositivos inteligentes;
- puede haber problemas en la compatibilidad de los dispositivos de red;
- la cobertura es limitada.
Dispositivos Zigbee
Como ya hemos mencionado, existen algunos hubs para el hogar inteligente con el estándar Zigbee integrado.
Esto significa que, al usar uno de estos dispositivos y elegir productos compatibles, no necesitarás una puerta de enlace adicional para que tu red ZigBee funcione.
Por nombrar algunos, te sugerimos Amazon Echo Show y Echo 4ª generación (gracias a los cuales podrás controlar, a través de Alexa, los productos domóticos que tengas instalados en tu hogar); el hub Samsung SmartThings, que funciona tanto con Amazon Alexa como con Google Nest Audio (y similares); y HomeKit de Apple.
En cuanto al sector de la iluminación, entre los más vendidos se encuentra Philips Hue, aunque la marca también ha lanzado dispositivos equipados con conectividad Bluetooth (y, por tanto, ya no necesitan hubs Zigbee y no utilizan este protocolo).
Zigbee: productos
En este punto, lo más probable es que te preguntes qué son los productos Zigbee y dónde comprarlos.
A tu red Zigbee puedes conectar, por ejemplo, bombillas WiFi, enchufes e interruptores inteligentes, cerraduras inteligentes, sensores de temperatura y humedad, sensores de humo, detectores de movimiento, sensores de puertas y ventanas y mucho más.
En cuanto a la compra, Amazon es una plataforma bien surtida. Intenta echarle un vistazo si aún no lo has hecho.
Sin embargo, para elegir el producto adecuado, te recomendamos que siempre verifiques su compatibilidad con Zigbee desde el sitio web oficial.
Estos son algunos ejemplos:
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Diferencias Zigbee vs Wi-Fi
La domótica Zigbee es más asequible económicamente y más fácil de usar y modificar.
Las principales diferencias entre la red Zigbee y Wi-Fi se refieren a:
- la velocidad de transmisión, mucho menor en Zigbee (a pesar de su efectividad);
- menor consumo de Zigbee, aspecto fundamental, dado que los sensores y actuadores funcionan con baterías;
- la estructura de la red: mientras que el Wi-Fi es el único dispositivo que emite la señal, en la red Zigbee cada nodo es receptor, transmisor y repetidor y, cuando ocurre un problema, la misma red se reconfigura automáticamente para no interrumpir la transmisión de información;
- la señal Wi-Fi es aún más potente cuando estás cerca del punto de emisión, a diferencia del Zigbee;
- la red Zigbee funciona incluso sin una conexión a Internet (pero, por supuesto, en este caso no se pueden controlar los dispositivos de forma remota).
